JP3451690B2 - Epoxy resin composition for semiconductor encapsulation - Google Patents

Epoxy resin composition for semiconductor encapsulation

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JP3451690B2
JP3451690B2 JP33544993A JP33544993A JP3451690B2 JP 3451690 B2 JP3451690 B2 JP 3451690B2 JP 33544993 A JP33544993 A JP 33544993A JP 33544993 A JP33544993 A JP 33544993A JP 3451690 B2 JP3451690 B2 JP 3451690B2
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epoxy resin
bis
resin composition
epoxypropoxy
curing agent
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嘉男 鍛治
泰司 澤村
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Description

【発明の詳細な説明】Detailed Description of the Invention

【0001】[0001]

【産業上の利用分野】本発明は、半田耐熱性、曲げ強度
に優れる半導体封止用エポキシ樹脂組成物に関するもの
である。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to an epoxy resin composition for semiconductor encapsulation which is excellent in solder heat resistance and bending strength.

【0002】[0002]

【従来の技術】エポキシ樹脂は耐熱性、耐湿性、電気特
性、接着性などに優れており、さらに配合処方により種
々の特性が付与できるため、塗料、接着剤、電気絶縁材
料など工業材料として利用されている。
2. Description of the Related Art Epoxy resins are excellent in heat resistance, moisture resistance, electrical characteristics, adhesiveness, etc., and can be given various characteristics by blending formulation, so they are used as industrial materials such as paints, adhesives and electrical insulation materials. Has been done.

【0003】たとえば、半導体装置などの電子回路部品
の封止方法として従来より金属やセラミックスによるハ
ーメチックシールとフェノール樹脂、シリコーン樹脂、
エポキシ樹脂などによる樹脂封止が提案されている。し
かし、経済性、生産性、物性のバランスの点からエポキ
シ樹脂による樹脂封止が中心になっている。
For example, as a method of sealing electronic circuit parts such as semiconductor devices, hermetic seals made of metal or ceramics and phenol resin, silicone resin, etc. have hitherto been used.
Resin encapsulation with an epoxy resin or the like has been proposed. However, resin sealing with an epoxy resin is mainly used from the viewpoint of the balance of economy, productivity and physical properties.

【0004】近年、プリント基板への部品実装において
も高密度化、自動化が進められており、従来のリードピ
ンを基板の穴に挿入する“挿入実装方式”に代わり、基
板表面に部品を半田付けする“表面実装方式”が盛んに
なってきた。それに伴いパッケージも従来のDIP(デ
ュアル・インライン・パッケージ)から高密度実装、表
面実装に適した薄型のFPP(フラット・プラスチック
・パッケージ)に移行しつつある。
In recent years, densification and automation have also been promoted in mounting components on a printed circuit board. Instead of the conventional "insertion mounting method" in which lead pins are inserted into holes in the substrate, components are soldered to the surface of the substrate. "Surface mounting method" has become popular. Along with this, the package is shifting from the conventional DIP (dual in-line package) to a thin FPP (flat plastic package) suitable for high-density mounting and surface mounting.

【0005】表面実装方式への移行に伴い、従来あまり
問題にならなかった半田付け工程が大きな問題になって
きた。従来のピン挿入実装方式では半田付け工程はリー
ド部が部分的に加熱されるだけであったが、表面実装方
式ではパケージ全体が熱媒に浸され加熱される。表面実
装方式における半田付け方法としては半田浴浸漬、不活
性ガスの飽和蒸気による加熱(ベーパーフェイズ法)や
赤外線リフロー法などが用いられるが、いずれの方法で
もパッケージ全体が210〜270℃の高温に加熱され
ることになる。そのため従来の封止樹脂で封止したパッ
ケージは、半田付け時に樹脂部分にクラックが発生した
り、チップと樹脂の間に剥離が生じたりして、信頼性が
低下して製品として使用できないという問題がおきる。
With the shift to the surface mounting system, the soldering process, which has not been a problem so far, has become a big problem. In the conventional pin insertion mounting method, the lead portion is only partially heated in the soldering process, but in the surface mounting method, the entire package is immersed in a heating medium and heated. As the soldering method in the surface mounting method, immersion in a solder bath, heating with a saturated vapor of an inert gas (vapor phase method), infrared reflow method, etc. are used. In either method, the entire package is heated to a high temperature of 210 to 270 ° C. It will be heated. Therefore, the package sealed with the conventional sealing resin has a problem that the resin part is cracked during soldering or peeling occurs between the chip and the resin, which reduces reliability and cannot be used as a product. Occurs.

【0006】半田付け工程におけるクラックの発生は、
後硬化してから実装工程の間までに吸湿した水分が半田
付け加熱時に爆発的に水蒸気化、膨張することに起因す
るといわれており、その対策として後硬化したパッケー
ジを完全に乾燥し密封した容器に収納して出荷する方法
が用いられている。
The occurrence of cracks in the soldering process is
It is said that the moisture absorbed between the post-curing and the mounting process explosively vaporizes and expands during soldering heating.As a countermeasure against this, the post-cured package is completely dried and sealed. The method of storing and shipping is used.

【0007】封止樹脂の改良も種々検討されている。た
とえば、フェノールアラルキル樹脂を硬化剤として配合
する方法(特開昭59−67660号公報)、3官能フ
ェノール系硬化剤を配合する方法(特開平1−1712
32号公報)などが提案されている。
Various improvements have been made to the sealing resin. For example, a method of blending a phenol aralkyl resin as a curing agent (JP-A-59-67660) and a method of blending a trifunctional phenol-based curing agent (JP-A 1-1712).
No. 32) is proposed.

【0008】一方、エポキシ樹脂で半導体を封止した場
合、線膨脹係数が半導体よりエポキシ樹脂の方がかなり
大きいために、温度変化により半導体素子に熱応力がか
かり、これに起因してアルミ配線がスライドして電流が
リークしたり、パッシベーション膜や封止樹脂自体にク
ラックが生じ、信頼性が低下するという問題があった。
この問題を解決し、封止樹脂の低応力化を図るために
は、封止樹脂の線膨脹係数を下げることと、弾性率を下
げることが有効である。
On the other hand, when a semiconductor is sealed with an epoxy resin, the coefficient of linear expansion of the epoxy resin is considerably larger than that of the semiconductor, so that thermal stress is applied to the semiconductor element due to temperature changes, which causes aluminum wiring. There is a problem in that the current is leaked by sliding, or cracks are generated in the passivation film or the sealing resin itself, which lowers reliability.
In order to solve this problem and reduce the stress of the sealing resin, it is effective to lower the linear expansion coefficient and the elastic modulus of the sealing resin.

【0009】封止樹脂の線膨脹係数を下げるためには、
充填剤の種類を選択する方法および充填剤を高充填化す
る方法が知られている。
In order to lower the linear expansion coefficient of the sealing resin,
A method of selecting the type of filler and a method of highly filling the filler are known.

【0010】また、封止樹脂の弾性率を下げるためには
エラストマ成分を添加する方法が有効であり、たとえば
シリコーンゴム、カルボキシル基変性ニトリルゴム、ポ
リスチレン系ブロック共重合体などを添加する方法(特
公昭60−18145号公報、特開昭58−21921
8号公報、特開昭59−96122号公報、特開昭58
−108220号公報、特開昭59−75922号公
報、特開昭60−1220号公報)が提案されている。
Further, in order to reduce the elastic modulus of the sealing resin, it is effective to add an elastomer component. For example, a method of adding silicone rubber, carboxyl group-modified nitrile rubber, polystyrene block copolymer, etc. JP-A-60-18145, JP-A-58-21921
No. 8, JP-A-59-96122, JP-A-58.
-108220, JP-A-59-75922, JP-A-60-1220).

【0011】[0011]

【発明が解決しようとする課題】しかるに乾燥パッケー
ジを容器に封入する方法は製造工程および製品の取扱い
作業が繁雑になるうえ、製品価格が高価になる欠点があ
る。
However, the method of enclosing the dry package in the container has a drawback that the manufacturing process and the handling work of the product are complicated and the product price is high.

【0012】また、種々の方法で改良された樹脂も、そ
れぞれ少しづつ効果を挙げてきているが、まだ十分では
ない。従来のフェノールアラルキル樹脂を硬化剤として
配合する方法(特開昭59−67660号公報)、3官
能のフェノール系硬化剤を配合する方法(特開平1−1
71232号公報)は半田付け時の樹脂部分のクラック
防止に効果があるものの、大型のチップを使用すると、
チップと樹脂の界面が剥離して耐湿信頼性が低下する問
題があった。
[0012] Further, resins improved by various methods have been gradually effective, but they are still insufficient. A method of blending a conventional phenol aralkyl resin as a curing agent (JP-A-59-67660) and a method of blending a trifunctional phenol-based curing agent (JP-A-1-1).
No. 71232) is effective in preventing cracks in the resin portion during soldering, but when a large chip is used,
There is a problem that the interface between the chip and the resin peels off and the moisture resistance reliability decreases.

【0013】一方、封止樹脂の弾性率を下げるために
は、エラストマ成分を添加することによりエポキシ樹脂
を低応力化する方法(特公昭60−18145号公報、
特開昭58−219218号公報、特開昭59−961
22号公報、特開昭58−108220号公報、特開昭
59−75922号公報、特開昭60−1220号公
報)は、添加量が多くなると金型汚れや流動性の低下の
原因となるため、添加量が制限され十分な低応力化は図
れなかった。
On the other hand, in order to lower the elastic modulus of the sealing resin, a method of reducing the stress of the epoxy resin by adding an elastomer component (Japanese Patent Publication No. Sho 60-18145).
JP-A-58-219218, JP-A-59-961
No. 22, JP-A-58-108220, JP-A-59-75922, and JP-A-60-1220), increase of the addition amount causes mold stains and deterioration of fluidity. Therefore, the addition amount was limited, and sufficient stress reduction could not be achieved.

【0014】本発明の目的は、かかる大型チップを使用
したパッケージの、半田付け工程で生じるチップと樹脂
の界面が剥離する問題を解決し、クラックの発生を抑え
る、すなわち半田耐熱性に優れる半導体封止用エポキシ
樹脂組成物を提供することにある。
It is an object of the present invention to solve the problem of peeling of the interface between the chip and the resin, which occurs in the soldering process, of a package using such a large chip and suppress the occurrence of cracks, that is, a semiconductor encapsulation having excellent solder heat resistance. An object is to provide a stopping epoxy resin composition.

【0015】[0015]

【課題を解決するための手段】本発明者らは、特定の構
造の硬化剤を添加することにより、上記の課題を達成
し、目的に合致したエポキシ樹脂組成物が得られること
を見出し、本発明に到達した。
Means for Solving the Problems The present inventors have found that the addition of a curing agent having a specific structure achieves the above-mentioned object and that an epoxy resin composition meeting the purpose can be obtained. The invention was reached.

【0016】すなわち本発明は、エポキシ樹脂(A)、
硬化剤(B)、充填剤(C)を含んでなるエポキシ樹脂
組成物であって、前記硬化剤(B)が次の一般式(I)
で表される骨格を有するフェノール化合物を必須成分と
して含有し、前記エポキシ樹脂(A)が次の一般式(I
I)で表されるエポキシ樹脂(a1)を必須成分として
含有し、前記充填剤(C)の割合が全体の86〜95重
量%であることを特徴とする半導体封止用エポキシ樹脂
組成物である。
That is, the present invention relates to an epoxy resin (A),
An epoxy resin composition comprising a curing agent (B) and a filler (C), wherein the curing agent (B) has the following general formula (I):
The epoxy resin (A) contains a phenol compound having a skeleton represented by the following formula (I) as an essential component.
Epoxy resin (a1) represented by I) as an essential component
It is an epoxy resin composition for semiconductor encapsulation, characterized in that the content of the filler (C) is 86 to 95% by weight of the whole.

【化3】 (式中、R1はそれぞれ水素原子、アルキル基、フェニ
ル基、ベンジル基またはシクロヘキシル基を示す。)
[Chemical 3] (In the formula, each R 1 represents a hydrogen atom, an alkyl group, a phenyl group, a benzyl group or a cyclohexyl group.)

【化4】 (ただし、R2〜R9は水素原子、C1〜C4の低級アル
キル基またはハロゲン原子を示し、OGは2,3−エポ
キシプロポキシキの基を示す。)
[Chemical 4] (However, R 2 to R 9 represent a hydrogen atom, a C 1 to C 4 lower alkyl group or a halogen atom, and OG represents a 2,3-epoxypropoxy group.)

【0017】以下、本発明の構成を詳述する。The structure of the present invention will be described in detail below.

【0018】本発明におけるエポキシ樹脂(A)は、上
記式(II)で表されるエポキシ樹脂(a1 )を必須成
分として含有する。その他のエポキシ樹脂としては、
分子中にエポキシ基を2個以上有するものであれば特に
限定されるものではないが、通常は多官能フェノールの
ポリグリシジルエーテル型エポキシ樹脂が用いられてい
る。多官能フェノールのポリグリシジルエーテル型エポ
キシ樹脂の具体例としてはクレゾールノボラック型エポ
キシ樹脂、フェノールノボラック型エポキシ樹脂などの
各種ノボラック型エポキシ樹脂、ビスフェノールA型エ
ポキシ樹脂、ビスフェノールF型エポキシ樹脂などがあ
げられる。これらのエポキシ樹脂においては、耐湿信頼
性、耐熱性および生産性の点から通常クレゾールノボラ
ック型エポキシ樹脂が好ましく用いられる。
The epoxy resin (A) in the present invention essentially comprises the epoxy resin (a1) represented by the above formula (II).
Contains as a minute. Other epoxy resins include:
Although it is not particularly limited as long as it has two or more epoxy groups in the molecule, a polyglycidyl ether type epoxy resin of polyfunctional phenol is usually used. Specific examples of polyglycidyl ether type epoxy resins of polyfunctional phenols include various novolak type epoxy resins such as cresol novolac type epoxy resins and phenol novolac type epoxy resins, bisphenol A type epoxy resins, and bisphenol F type epoxy resins. Of these epoxy resins, a cresol novolac type epoxy resin is usually preferably used from the viewpoint of moisture resistance reliability, heat resistance and productivity.

【0019】また、本発明においてはエポキシ樹脂
(A)として上記式(II)で表されるエポキシ樹脂
(a1)、および、次の一般式(III)で表されるエ
ポキシ樹脂(a2)の両方を必須成分として含有するこ
とがさらに好ましい。エポキシ樹脂(a1)や、(a
2)のような2官能で剛直な骨格を持つエポキシ樹脂を
含有することによって半田付け工程におけるクラックの
発生防止効果はより一段と向上する。
In the present invention, both the epoxy resin (a1) represented by the above formula (II ) as the epoxy resin (A) and the epoxy resin (a2) represented by the following general formula (III) are used. It is more preferable to contain as an essential component. Epoxy resin (a1) and (a
By containing an epoxy resin having a bifunctional and rigid skeleton as in 2), the effect of preventing the occurrence of cracks in the soldering process is further improved.

【化5】 (ただし、R10〜R17のうち2つは2,3−エポキシプ
ロポキシ基であり、残りは水素原子、C1 〜C4 の低級
アルキル基またはハロゲン原子を示す。)
[Chemical 5] (However, two of R 10 to R 17 is a 2,3-epoxypropoxy group and the remainder represents a hydrogen atom, a lower alkyl group or a halogen atom C1 -C4.)

【0020】本発明におけるエポキシ樹脂(a1 )の好
ましい具体例としては、4,4´−ビス(2,3−エポ
キシプロポキシ)ビフェニル、4,4´−ビス(2,3
−エポキシプロポキシ)−3,3´,5,5´−テトラ
メチルビフェニル、4,4´−ビス(2,3−エポキシ
プロポキシ)−3,3´,5,5´−テトラメチル−2
−クロロビフェニル、4,4´−ビス(2,3−エポキ
シプロポキシ)−3,3´,5,5´−テトラメチル−
2−ブロモビフェニル、4,4´−ビス(2,3−エポ
キシプロポキシ)−3,3´,5,5´−テトラエチル
ビフェニル、4,4´−ビス(2,3−エポキシプロポ
キシ)−3,3´,5,5´−テトラブチルビフェニル
などが挙げられ、4,4´−ビス(2,3−エポキシプ
ロポキシ)ビフェニル、4,4´−ビス(2,3−エポ
キシプロポキシ)−3,3´,5,5´−テトラメチル
ビフェニルが特に好ましい。
Preferred specific examples of the epoxy resin (a 1 ) in the present invention include 4,4'-bis (2,3-epoxypropoxy) biphenyl and 4,4'-bis (2,3).
-Epoxypropoxy) -3,3 ', 5,5'-tetramethylbiphenyl, 4,4'-bis (2,3-epoxypropoxy) -3,3', 5,5'-tetramethyl-2
-Chlorobiphenyl, 4,4'-bis (2,3-epoxypropoxy) -3,3 ', 5,5'-tetramethyl-
2-bromobiphenyl, 4,4'-bis (2,3-epoxypropoxy) -3,3 ', 5,5'-tetraethylbiphenyl, 4,4'-bis (2,3-epoxypropoxy) -3, 3 ', 5,5'-tetrabutylbiphenyl and the like can be mentioned, and 4,4'-bis (2,3-epoxypropoxy) biphenyl, 4,4'-bis (2,3-epoxypropoxy) -3,3 Particularly preferred is', 5,5'-tetramethylbiphenyl.

【0021】また、本発明におけるエポキシ樹脂
(a2 )の好ましい具体例としては、1,5−ビス
(2,3−エポキシプロポキシ)ナフタレン、1,5−
ビス(2,3−エポキシプロポキシ)−7−メチルナフ
タレン、1,6−ビス(2,3−エポキシプロポキシ)
ナフタレン、1,6−ビス(2,3−エポキシプロポキ
シ)−2−メチルナフタレン、1,6−ビス(2,3−
エポキシプロポキシ)−8−メチルナフタレン、1,6
−ビス(2,3−エポキシプロポキシ)−4,8−ジメ
チルナフタレン、2−ブロム−1,6−ビス(2,3−
エポキシプロポキシ)ナフタレン、8−ブロム−1,6
−ビス(2,3−エポキシプロポキシ)ナフタレン、
2,7−ビス(2,3−エポキシプロポキシ)ナフタレ
ンなどが挙げられ、1,5−ビス(2,3−エポキシプ
ロポキシ)ナフタレン、1,6−ビス(2,3−エポキ
シプロポキシ)ナフタレン、2,7−ビス(2,3−エ
ポキシプロポキシ)ナフタレンが特に好ましい。
Further, preferred specific examples of the epoxy resin (a 2 ) in the present invention include 1,5-bis (2,3-epoxypropoxy) naphthalene and 1,5-
Bis (2,3-epoxypropoxy) -7-methylnaphthalene, 1,6-bis (2,3-epoxypropoxy)
Naphthalene, 1,6-bis (2,3-epoxypropoxy) -2-methylnaphthalene, 1,6-bis (2,3-
Epoxypropoxy) -8-methylnaphthalene, 1,6
-Bis (2,3-epoxypropoxy) -4,8-dimethylnaphthalene, 2-bromo-1,6-bis (2,3-)
Epoxypropoxy) naphthalene, 8-bromo-1,6
-Bis (2,3-epoxypropoxy) naphthalene,
2,7-bis (2,3-epoxypropoxy) naphthalene and the like, 1,5-bis (2,3-epoxypropoxy) naphthalene, 1,6-bis (2,3-epoxypropoxy) naphthalene, 2 , 7-Bis (2,3-epoxypropoxy) naphthalene is particularly preferred.

【0022】エポキシ樹脂(A)中に含有されるエポキ
シ樹脂(a1 )、(a2 )の割合に関しては特に制限は
ないが、より十分な効果を発揮させるためには、エポキ
シ樹脂(a1 )、(a2 )をエポキシ樹脂(A)中に3
0重量%以上、好ましくは50%以上、さらに好ましく
は70%以上含有せしめることが好ましい。
The ratio of the epoxy resins (a 1 ) and (a 2 ) contained in the epoxy resin (A) is not particularly limited, but in order to exert a more sufficient effect, the epoxy resin (a 1) ), (A 2 ) in epoxy resin (A)
It is preferable to contain 0% by weight or more, preferably 50% or more, more preferably 70% or more.

【0023】本発明において、エポキシ樹脂(A)の配
合量は通常3〜20重量%、好ましくは3〜15重量%
である。エポキシ樹脂(A)の配合量が3重量%未満で
は成形性や接着性が不十分であり、20重量%を越える
と線膨脹係数が大きくなり、低応力化が困難になるため
好ましくない。
In the present invention, the compounding amount of the epoxy resin (A) is usually 3 to 20% by weight, preferably 3 to 15% by weight.
Is. If the content of the epoxy resin (A) is less than 3% by weight, moldability and adhesiveness are insufficient, and if it exceeds 20% by weight, the coefficient of linear expansion becomes large and it becomes difficult to reduce stress, which is not preferable.

【0024】本発明における硬化剤(B)は、上記式
(Ι)で表されるフェノール化合物(b)(明和化成
(株)製R−3,R−4など)を必須成分として含有す
ることが重要である。フェノール化合物(b)を含有し
ない場合は半田耐熱性向上効果や耐湿信頼性向上効果は
発揮されない。
The curing agent (B) in the present invention isCeremony
Phenolic compound represented by (Ι) (b)(Maywa Kasei
(R-3, R-4, etc. manufactured by Co., Ltd.)Contains as an essential ingredient
It is very important to. Contains phenolic compound (b)
If there is no soldering heat resistance improvement effect and humidity resistance reliability improvement effect
Not demonstrated.

【0025】[0025]

【0026】また、本発明における硬化剤(B)は上記
のフェノール化合物(b)以外の二官能硬化剤を併用し
て使用することが好ましい。併用できる硬化剤の好まし
い具体例としては、4,4´−(1−α−メチルベンジ
リデン)ビスフェノール、4,4´−(1−メチルエチ
リデン)ビス(2−メチルフェノール)、4,4´−エ
チリデンビスフェノール、4,4´−シクロヘキシリデ
ンビスフェノール、4,4´−(1−α−メチルベンジ
リデン)ビス(2−メチルフェノール)、4,4´−
(1−メチルエチリデン)ビス(2−アリルフェノー
ル)、4,4´−(1−α−メチルベンジリデン)ビス
(2−エチルフェノール)、4,4´−(1−メチルエ
チリデン)ビス(2−フェニルフェノール)、4,4´
−(1−α−メチルベンジリデン)ビス(2−フェニル
フェノール)、4,4´−(1−α−メチルベンジリデ
ン)ビス(2−t−ブチルフェノール)、4,4´−
(1−α−メチルベンジリデン)ビス(2−アリルフェ
ノール)、4,4´−(シクロヘキシリデン)ビス(2
−メチルフェノール)、4,4´−(シクロヘキシリデ
ン)ビス(2−アリルフェノール)、4,4´−(シク
ロヘキシリデン)ビス(2−フェニルフェノール)など
が挙げられ、4,4´−(1−α−メチルベンジリデ
ン)ビスフェノール、4,4´−(1−メチルエチリデ
ン)ビス(2−メチルフェノール)、4,4´−エチリ
デンビスフェノール、4,4´−シクロヘキシリデンビ
スフェノールが好ましい。なかでも4,4´−(1−メ
チルエチリデン)ビス(2−メチルフェノール)、4,
4´−エチリデンビスフェノール、4,4´−(1−α
−メチルベンジリデン)ビスフェノール、4,4´−シ
クロヘキシリデンビスフェノールが好ましく、特に好ま
しいのは4,4´−(1−メチルエチリデン)ビス(2
−メチルフェノール)、4,4´−エチリデンビスフェ
ノールである。
Further, the curing agent (B) in the present invention is preferably used in combination with a bifunctional curing agent other than the above-mentioned phenol compound (b). Preferred specific examples of the curing agent that can be used in combination are 4,4 ′-(1-α-methylbenzylidene) bisphenol, 4,4 ′-(1-methylethylidene) bis (2-methylphenol), 4,4′- Ethylidene bisphenol, 4,4'-cyclohexylidene bisphenol, 4,4 '-(1-α-methylbenzylidene) bis (2-methylphenol), 4,4'-
(1-Methylethylidene) bis (2-allylphenol), 4,4 '-(1-α-methylbenzylidene) bis (2-ethylphenol), 4,4'-(1-methylethylidene) bis (2- Phenylphenol), 4,4 '
-(1-α-methylbenzylidene) bis (2-phenylphenol), 4,4 '-(1-α-methylbenzylidene) bis (2-t-butylphenol), 4,4'-
(1-α-methylbenzylidene) bis (2-allylphenol), 4,4 ′-(cyclohexylidene) bis (2
-Methylphenol), 4,4 '-(cyclohexylidene) bis (2-allylphenol), 4,4'-(cyclohexylidene) bis (2-phenylphenol) and the like, and 4,4'- (1-α-Methylbenzylidene) bisphenol, 4,4 ′-(1-methylethylidene) bis (2-methylphenol), 4,4′-ethylidenebisphenol, and 4,4′-cyclohexylidenebisphenol are preferable. Among them, 4,4 '-(1-methylethylidene) bis (2-methylphenol), 4,
4'-ethylidene bisphenol, 4,4 '-(1-α
-Methylbenzylidene) bisphenol and 4,4'-cyclohexylidenebisphenol are preferred, and 4,4 '-(1-methylethylidene) bis (2
-Methylphenol) and 4,4'-ethylidene bisphenol.

【0027】硬化剤(B)中に含有されるフェノール化
合物(b)の割合に関しては特に制限がなく必須成分と
してフェノール化合物(b)が含有されれば本発明の効
果は発揮されるが、より十分な効果を発揮させるために
は、フェノール化合物(b)を硬化剤(B)中に通常5
〜100重量%、好ましくは20〜80重量%含有せし
める必要がある。
The ratio of the phenol compound (b) contained in the curing agent (B) is not particularly limited, and the effect of the present invention is exhibited if the phenol compound (b) is contained as an essential component. In order to exert a sufficient effect, the phenol compound (b) is usually added to the curing agent (B) in an amount of 5
.About.100% by weight, preferably 20 to 80% by weight.

【0028】本発明において、硬化剤(B)の配合量は
通常2〜10重量%、好ましくは3〜8重量%である。
さらには、エポキシ樹脂(A)と硬化剤(B)の配合比
は、機械的性質および耐湿信頼性の点から(A)に対す
る(B)の化学当量比が0.5〜1.5、特に0.8〜
1.2の範囲にあることが好ましい。
In the present invention, the content of the curing agent (B) is usually 2 to 10% by weight, preferably 3 to 8% by weight.
Further, the compounding ratio of the epoxy resin (A) and the curing agent (B) is such that the chemical equivalent ratio of (B) to (A) is 0.5 to 1.5, especially from the viewpoint of mechanical properties and moisture resistance reliability. 0.8 ~
It is preferably in the range of 1.2.

【0029】また、本発明においてエポキシ樹脂(A)
と硬化剤(B)の硬化反応を促進するため硬化触媒を用
いてもよい。硬化触媒は硬化反応を促進するものならば
特に限定されず、たとえば2−メチルイミダゾール、
2,4−ジメチルイミダゾール、2−エチル−4−メチ
ルイミダゾール、2−フェニルイミダゾール、2−フェ
ニル−4−メチルイミダゾール、2−ヘプタデシルイミ
ダゾールなどのイミダゾール化合物、トリエチルアミ
ン、ベンジルジメチルアミン、α−メチルベンジルジメ
チルアミン、2−(ジメチルアミノメチル)フェノー
ル、2,4,6−トリス(ジメチルアミノメチル)フェ
ノール、1,8−ジアザビシクロ(5,4,0)ウンデ
セン−7などの3級アミン化合物、ジルコニウムテトラ
メトキシド、ジルコニウムテトラプロポキシド、テトラ
キス(アセチルアセトナト)ジルコニウム、トリ(アセ
チルアセトナト)アルミニウムなどの有機金属化合物お
よびトリフェニルホスフィン、トリメチルホスフィン、
トリエチルホスフィン、トリブチルホスフィン、トリ
(p−メチルフェニル)ホスフィン、トリ(ノニルフェ
ニル)ホスフィンなどの有機ホスフィン化合物が挙げら
れる。なかでも耐湿性の点から、有機ホスフィン化合物
が好ましく、トリフェニルホスフィンが特に好ましく用
いられる。これらの硬化触媒は、用途によっては二種以
上を併用してもよく、その添加量はエポキシ樹脂(A)
100重量部に対して0.1〜10重量部の範囲が好ま
しい。
Further, in the present invention, the epoxy resin (A)
A curing catalyst may be used to accelerate the curing reaction of the curing agent (B). The curing catalyst is not particularly limited as long as it accelerates the curing reaction, and for example, 2-methylimidazole,
Imidazole compounds such as 2,4-dimethylimidazole, 2-ethyl-4-methylimidazole, 2-phenylimidazole, 2-phenyl-4-methylimidazole, 2-heptadecylimidazole, triethylamine, benzyldimethylamine, α-methylbenzyl Tertiary amine compounds such as dimethylamine, 2- (dimethylaminomethyl) phenol, 2,4,6-tris (dimethylaminomethyl) phenol, 1,8-diazabicyclo (5,4,0) undecene-7, zirconium tetra Organometallic compounds such as methoxide, zirconium tetrapropoxide, tetrakis (acetylacetonato) zirconium, tri (acetylacetonato) aluminum and triphenylphosphine, trimethylphosphine,
Examples thereof include organic phosphine compounds such as triethylphosphine, tributylphosphine, tri (p-methylphenyl) phosphine and tri (nonylphenyl) phosphine. Among them, organic phosphine compounds are preferable, and triphenylphosphine is particularly preferably used, from the viewpoint of moisture resistance. Two or more kinds of these curing catalysts may be used in combination depending on the use, and the addition amount is the epoxy resin (A).
The range of 0.1 to 10 parts by weight is preferable with respect to 100 parts by weight.

【0030】本発明における充填剤(C)としては、溶
融シリカ、結晶性シリカ、炭酸カルシウム、炭酸マグネ
シウム、アルミナ、マグネシア、クレー、タルク、ケイ
酸カルシウム、酸化チタン、酸化アンチモン、アスベス
ト、ガラス繊維などが挙げられるが、なかでも溶融シリ
カは線膨張係数を低下させる効果が大きく、低応力化に
有効なため好ましく用いられる。
As the filler (C) in the present invention, fused silica, crystalline silica, calcium carbonate, magnesium carbonate, alumina, magnesia, clay, talc, calcium silicate, titanium oxide, antimony oxide, asbestos, glass fiber, etc. Among them, fused silica is particularly preferably used because it has a large effect of lowering the linear expansion coefficient and is effective in reducing stress.

【0031】ここでいう溶融シリカは真比重2.3以下
の非晶性シリカを意味する。その製造は必ずしも溶融状
態を経る必要はなく、任意の製造法を用いることができ
る。たとえば、結晶性シリカを溶融する方法、各種原料
から合成する方法などが挙げられる。
The fused silica referred to herein means an amorphous silica having a true specific gravity of 2.3 or less. The production does not necessarily have to go through the molten state, and any production method can be used. For example, a method of melting crystalline silica, a method of synthesizing from various raw materials, and the like can be mentioned.

【0032】溶融シリカの粒径は特に限定されないが、
平均粒径10μm以下の破砕溶融シリカ99〜50重量
%と平均粒径4μm以下の球状溶融シリカ(c)1〜
50重量%からなる溶融シリカや、平均粒径25μm以
下の球状溶融シリカ(c)99〜50重量%と平均粒
径7μm以下の球状溶融シリカ(c)1〜50重量%
からなる溶融シリカが半田耐熱性向上効果が大きいため
好ましく用いられる。なかでも、平均粒径25μm以下
の球状溶融シリカ(c)、特に10μm以上20μm
以下の球状溶融シリカ99〜50重量%と平均粒径7μ
m以下の球状溶融シリカ(c)、特に0.1μm以上
6μm以下の球状溶融シリカ1〜50重量%、特に1〜
30重量%からなり、球状溶融シリカ(c)の平均粒
径が球状溶融シリカ(c)の平均粒径より小さく、特
に1/2以下の溶融シリカが最も好ましく用いられる。
ここでいう平均粒径は、累積重量50%になる粒径(メ
ジアン径)を意味し、平均粒径が異なる2種類異常の破
砕または球状溶融シリカを併用した場合は、その混合物
の破砕または球状溶融シリカの平均粒径を意味する。
The particle size of the fused silica is not particularly limited,
99-50% by weight of crushed fused silica having an average particle size of 10 μm or less and spherical fused silica (c 1 ) 1-having an average particle size of 4 μm or less
Fused silica consisting of 50% by weight, 99-50% by weight of spherical fused silica (c 2 ) having an average particle size of 25 μm or less and 1-50% by weight of spherical fused silica (c 3 ) having an average particle size of 7 μm or less
The fused silica composed of (1) is preferably used because it has a great effect of improving the solder heat resistance. Among them, spherical fused silica (c 2 ) having an average particle size of 25 μm or less, particularly 10 μm or more and 20 μm
The following spherical fused silica 99 to 50% by weight and average particle size 7 μ
m or less of spherical fused silica (c 3 ), particularly 0.1 to 6 μm of spherical fused silica 1 to 50% by weight, especially 1 to
The average particle diameter of the spherical fused silica (c 3 ) is 30% by weight, and is smaller than the average particle diameter of the spherical fused silica (c 2 ).
The average particle size as used herein means a particle size (median size) with a cumulative weight of 50%, and when two types of abnormally crushed or spherical fused silica having different average particle sizes are used together, the mixture is crushed or spherical. It means the average particle size of fused silica.

【0033】本発明において、充填剤(C)の割合は成
形性および低応力性の点から全体の86〜95重量%で
ある。充填剤(C)として溶融シリカが好ましい。
In the present invention, the proportion of the filler (C) is 86 to 95% by weight of the whole from the viewpoint of moldability and low stress. Fused silica is preferred as the filler (C).

【0034】本発明において、充填剤をシランカップリ
ング剤、チタネートカップリング剤などのカップリング
剤であらかじめ表面処理することが、信頼性の点で好ま
しい。カップリング剤としてエポキシシラン、アミノシ
ラン、メルカプトシランなどのシランカップリング剤が
好ましく用いられる。
In the present invention, it is preferable in terms of reliability that the filler is surface-treated in advance with a coupling agent such as a silane coupling agent or a titanate coupling agent. As the coupling agent, silane coupling agents such as epoxysilane, aminosilane, mercaptosilane and the like are preferably used.

【0035】本発明のエポキシ樹脂組成物にはハロゲン
化エポキシ樹脂などのハロゲン化合物、リン化合物など
の難燃剤、三酸化アンチモンなどの難燃助剤、カーボン
ブラック、酸化鉄などの着色剤、シリコーンゴム、オレ
フィン系共重合体、変性ニトリルゴム、変性ポリブタジ
エンゴム、変性シリコーンオイルなどのエラストマー、
ポリエチレンなどの熱可塑性樹脂、長鎖脂肪酸、長鎖脂
肪酸の金属塩、長鎖脂肪酸のエステル、長鎖脂肪酸のア
ミド、パラフィンワックスなどの離型剤および有機過酸
化物などの架橋剤を任意に添加することができる。
The epoxy resin composition of the present invention includes a halogen compound such as a halogenated epoxy resin, a flame retardant such as a phosphorus compound, a flame retardant aid such as antimony trioxide, a colorant such as carbon black and iron oxide, and a silicone rubber. , Olefin copolymers, modified nitrile rubber, modified polybutadiene rubber, modified silicone oil and other elastomers,
Thermoplastic resins such as polyethylene, long-chain fatty acids, metal salts of long-chain fatty acids, esters of long-chain fatty acids, amides of long-chain fatty acids, mold release agents such as paraffin wax, and crosslinking agents such as organic peroxides are added arbitrarily. can do.

【0036】本発明のエポキシ樹脂組成物は溶融混練す
ることが好ましく、たとえばバンバリーミキサー、ニー
ダー、ロール、単軸もしくは二軸の押出機およびコニー
ダーなどの公知の混練方法を用いて溶融混練することに
より製造される。
The epoxy resin composition of the present invention is preferably melt-kneaded, for example, by known kneading methods such as Banbury mixer, kneader, roll, single-screw or twin-screw extruder and cokneader. Manufactured.

【0037】[0037]

【実施例】以下、実施例により本発明を具体的に説明す
る。なお、実施例中の%は、重量%を示す。
EXAMPLES The present invention will be specifically described below with reference to examples. In addition,% in an Example shows weight%.

【0038】実施例1〜7、比較例1〜9 表1、2、3に示した成分を、表4に示した組成比でミ
キサーによりドライブレンドした。これを、ロール表面
温度90℃のミキシングロールを用いて5分間加熱混練
後、冷却・粉砕して半導体封止用エポキシ樹脂組成物を
製造した。
Examples 1 to 7 and Comparative Examples 1 to 9 The components shown in Tables 1, 2 and 3 were dry blended with a mixer in the composition ratios shown in Table 4. The mixture was heated and kneaded for 5 minutes using a mixing roll having a roll surface temperature of 90 ° C., cooled and pulverized to produce an epoxy resin composition for semiconductor encapsulation.

【0039】この組成物を用い、低圧トランスファー成
形法により175℃×2分の条件で成形し、180℃×
5時間の条件でポストキュアして次の物性測定法により
各組成物の物性を測定した。
This composition was molded by a low pressure transfer molding method under the conditions of 175 ° C. × 2 minutes and 180 ° C. ×
Post cure was carried out under the condition of 5 hours, and the physical properties of the respective compositions were measured by the following physical property measuring methods.

【0040】半田耐熱性:表面にAl蒸着した模擬素子
を搭載したチップサイズ12×12mmの160pin
QFP 20個を成形しポストキュアし、85℃/8
5%RHで120時間加湿後、最高温度245℃のIR
リフロー炉で加熱処理し、超音波探傷機でチップと樹脂
界面の剥離の有無を調べた。故障率として、剥離の発生
したQFPの割合を求めた。
Solder heat resistance: 160 pin with a chip size of 12 × 12 mm and a simulated element having Al vapor deposited on the surface
20 QFP are molded and post-cured, 85 ℃ / 8
IR of maximum temperature 245 ℃ after humidified at 5% RH for 120 hours
After heat treatment in a reflow furnace, the presence or absence of peeling between the chip and the resin interface was examined with an ultrasonic flaw detector. As the failure rate, the rate of QFP in which peeling occurred was determined.

【0041】曲げ試験:資料寸法120 ×12.7×6.35mmを
支点間距離100mm 、歪速度3mm/minの、3点曲げ試験を
行い、曲げ強度および曲げ弾性率を求めた。
Bending test: A three-point bending test was carried out using a material size of 120 × 12.7 × 6.35 mm with a fulcrum distance of 100 mm and a strain rate of 3 mm / min to obtain bending strength and bending elastic modulus.

【0042】これらの評価結果を表4に示す。Table 4 shows the results of these evaluations.

【0043】[0043]

【表1】 [Table 1]

【表2】 表4にみられるように、本発明のエポキシ樹脂組成物
(実施例1〜7)は、半田耐熱性、耐湿信頼性、低応力
性に優れている。これに対して比較例1〜9は、半田耐
熱性、耐湿信頼性、低応力性のいずれかが劣っている。
[Table 2] As shown in Table 4, the epoxy resin compositions of the present invention (Examples 1 to 7 ) are excellent in solder heat resistance, humidity resistance reliability and low stress resistance. In contrast to the specific Comparative Examples 1-9, the soldering heat resistance, moisture resistance reliability are inferior either low stress property.

【0044】[0044]

【発明の効果】本発明の半導体封止用エポキシ樹脂組成
物は、硬化剤に特定の構造を持つ多官能硬化剤を配合し
たために、半田耐熱性、耐湿信頼性、機械特性に優れて
いる。
The epoxy resin composition for semiconductor encapsulation of the present invention is excellent in solder heat resistance, moisture resistance reliability, and mechanical properties because the curing agent contains a polyfunctional curing agent having a specific structure.

フロントページの続き (56)参考文献 特開 昭63−183918(JP,A) 特開 昭61−62519(JP,A) 特開 昭55−3500(JP,A) 特開 昭58−198526(JP,A) 特開 平1−249826(JP,A) 特開 平5−259315(JP,A) 特開 平4−325517(JP,A) 特開 平4−270724(JP,A) 特開 昭55−60520(JP,A) 特開 昭61−91218(JP,A) (58)調査した分野(Int.Cl.7,DB名) C08G 59/00 - 59/72 C08L 63/00 - 63/10 H01L 23/29 H01L 23/31 Continuation of front page (56) Reference JP-A-63-183918 (JP, A) JP-A-61-62519 (JP, A) JP-A-55-3500 (JP, A) JP-A-58-198526 (JP , A) JP-A-1-249826 (JP, A) JP-A-5-259315 (JP, A) JP-A-4-325517 (JP, A) JP-A-4-270724 (JP, A) JP-A 55-60520 (JP, A) JP-A-61-91218 (JP, A) (58) Fields investigated (Int.Cl. 7 , DB name) C08G 59/00-59/72 C08L 63/00-63 / 10 H01L 23/29 H01L 23/31

Claims (2)

(57)【特許請求の範囲】(57) [Claims] 【請求項1】エポキシ樹脂(A)、硬化剤(B)、充填
剤(C)を含んでなるエポキシ樹脂組成物であって、前
記硬化剤(B)が次の一般式(I)で表される骨格を有
するフェノール化合物を必須成分として含有し、前記エ
ポキシ樹脂(A)が次の一般式(II)で表されるエポ
キシ樹脂(a1 )を必須成分として含有し、前記充填剤
(C)の割合が全体の86〜95重量%であることを特
徴とする半導体封止用エポキシ樹脂組成物。 【化1】 (式中、R1はそれぞれ水素原子、アルキル基、フェニ
ル基、ベンジル基またはシクロヘキシル基を示す。) 【化2】 (ただし、R2〜R9は水素原子、C1 〜C4 の低級アル
キル基またはハロゲン原子を示し、OGは2,3−エポ
キシプロポキシキの基を示す。)
1. An epoxy resin composition comprising an epoxy resin (A), a curing agent (B) and a filler (C), wherein the curing agent (B) is represented by the following general formula (I). containing phenolic compound having a skeleton that is as an essential component, the d
The epoxy resin (A) is represented by the following general formula (II)
An epoxy resin composition for semiconductor encapsulation , which contains a xy resin (a1) as an essential component and the proportion of the filler (C) is 86 to 95% by weight of the whole. [Chemical 1] (In the formula, each R 1 represents a hydrogen atom, an alkyl group, a phenyl group, a benzyl group or a cyclohexyl group.) (However, R 2 to R 9 represent a hydrogen atom, a C 1 to C 4 lower alkyl group or a halogen atom, and OG represents a 2,3-epoxypropoxy group.)
【請求項2】請求項1記載のエポキシ樹脂組成物で封止
したことを特徴とする半導体装置。
2. A semiconductor device which is encapsulated with the epoxy resin composition according to claim 1.
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